JPS6220866A - スパツタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜作成用のスパッタ装置に関し、特に高純
度の薄膜を形成し得るスパッタ装置に関する。

〔従来の技術〕

スパック装置による成膜方法は蒸気圧の異なる２以上の
元素からなる均一な薄膜を作成でき、得られた膜は真空
蒸着膜よりも基板への付着力が大きいという特徴が有る
などすぐれた成膜方法である。この様なスパッタ装置の
１種として、プラズマ発生用の１対の電極、すなわち、
プラズマを発生させるための熱電子を放出する専用のカ
ソードとそれに対向するアノードを有する装置が知られ
ている。このスパッタ装置の原理は、カソードから出た
熱電子がターゲットの表面近傍のＡｒ等のガスを電離さ
せてプラズマを生じせしめ、このプラズマに対してター
ゲットを負の電位に保ってプラズマ中のイオンでターゲ
ットを衝撃してスパッタを行なうものであり、スパッタ
されたターゲット材料の粒子は対向して配置された基板
上に付着し薄膜を形成することになる。ところで、上記
のプラズマ発生用の二電極は、通常発生するプラズマに
直接さらされる事を防止するなどの理由により、電子の
通過できる穴を有する構造のカバー（電極カバー）で被
われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のスパッタ装置は、電極や電極カバー自体
がスパッタされたり、高熱にさらされる電極カバー材料
が蒸発する結果、電極やそのカバーの構成元素がプラズ
マ中に混入した後、そのまま基板上に形成される薄膜に
不純物として混入したり、あるいは一旦ターゲットに付
着した後スパッタされて薄膜に不純物として混入するこ
とが起り、得られる薄膜の緒特性が低下し易いという問
題を有している。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記の問題点を解決するものとして、電極カ
バーを備えた、１対のプラズマ発生用電極を有するスパ
ッタ装置において、前記電極カバーおよびプラズマ発生
用電極の少なくとも１部が、１種または２種以上の元素
からなるターゲート材料の少なくとも１種または低スパ
ッタ率で高融点を有する元素からなる材料により構成さ
れていることを特徴とするスパッタ装置を提供するもの
である。

本発明のスパッタ装置の方式は、特に制限されず、電極
カバーを備えた、１対のプラズマ発生用電極を有するス
パッタｇＷであればすべて対象として含まれ、例えば、
いわゆる三極スパ・ツタ、四極スパッタ、低温スパッタ
、高速低温スパッタ（マグネトロンスパッタ）等の方式
のスバ・ツタ装置を挙げることができる。

本発明の一態様においては、電極および電極カバーの少
なくとも１部がターゲットと同一元素により形成される
。一般に、ターゲットに用いられる材料としては、目的
とする薄膜の組成に応じて１種または２種以上の元素が
使用されるが、ターゲットが２種以上の元素からなる場
合には、そのうちの少なくとも１種を用いて電極および
電極カバーの所要部を形成すればよい。

電極および電極カバーは、全体をターゲット材料で構成
することができるが、部分的にターゲット材料で構成す
ることもできる。部分的に構成する方法としては、特に
スパッタされ易い部分をターゲットと同一材料で構成す
るとか、あるいは電極または電極カバーの表面の一部も
しくは全部をターゲットと同一材料で被覆するなどの方
法がある。

このように、電極および電極カバーの少なくとも１部、
特にスパッタされ易い部分をターゲットと同一材料で構
成しておくと、これらの部分がたとえスパッタされても
ターゲットと同一元素からなる材料であるからプラズマ
中に、ひいては形成される薄膜中に不純物が混入するこ
とがない。電極カバー等に用いられたターゲットと同一
の材料はターゲットと同様にスパッタされ、目的とする
薄膜の形成に寄与することになるから、複数のターゲッ
ト元素から一定の組成の薄膜を形成しようとするときは
、電極や電極カバーからスパッタされる分も考慮に入れ
る必要がある。

本発明の別の態様においては、電極および電極カバーの
少なくとも１部、特にスパッタされ易い部分が、ターゲ
ット材料と同一材料ではなくて低スパッタ率で高融点を
有する材料により構成される。このような材料としては
、スパッタ率がエネルギー４００ｅＶのＡｒイオンでス
パッタした場合において０．８　ａｔｏｍｓ／ｌｏｎ以
下であって、融点が２０００℃以上である材料が好まし
く、例えば、モリブデン、タングステン、タンタル、ハ
フニウム等の金イト系、５ｉＪａのような窒化物系のセ
ラミック等を挙げることができる。

上記のような低スパッタ率で高融点の材料により電極や
電極カバーの全部もしくは一部を構成する方法は、前述
のターゲットと同一材料を用いる場合と同様でよい。こ
のように、低スパッタ率で高融点の材料で電極や電極カ
バーの少なくとも１部、特にスパッタされ易い部分を構
成した場合には、これらのスパッタによって不純物がプ
ラズマ中に、ひいては薄膜中に混入する恐れが極めて小
さくなり、薄膜の特性低下を避けることができる。

〔実施例〕

実施例１ 第１図は、本発明によるスパッタ装置の一実施例を示す
断面図である。支持台１の上にカソードカバー３、ター
ゲット取付台４およびアノードカバー５がそれぞれ電気
的絶縁体２を介して取付けられている。カソードカバー
３の中には熱電子を放出するカソード６が、ターゲット
取付台４上にはターゲット７が、またアノードカバー５
の中にはアノード８がそれぞれ収納あるいは取付けられ
ている。カソードカバー３にはスパッタを行なうための
ガスを導入するガス導入管９が接続されている。ターゲ
ット取付台４は、ターゲット７を冷却または加熱するこ
とができるように、加熱・冷却機構取付スペース１０を
有している。カソードカバー３にはカソード６から放出
される熱電子の出口１２があり、アノードカバー５には
捕集口１３が設けられているが、これら出口１２および
捕集口１３のまわりの端部１１および１４は、ターゲッ
ト７と同一の物質または、低スパッタ率で高融点の材料
で構成されている。

実施例２ プラズマ発生用の１対の電極を有する低温高速スパッタ
装置（マグネトロンスパッタ装置）を用いて、基体であ
るガラス板上に薄膜を形成した。

スパッタ条件は次のとおりである。

スバソタガス：アルゴン ガ　　ス　　圧：　　４　Ｘ　１　０−’　　Ｔｏｒｒ
ＲＦ電カニ３００Ｗ ターゲットの材料：　Ｓｉｎ。

本実施例では、プラズマ発生用のカソードおよびアノー
ドのカバーはターゲットと同一材料の５ｉＯｚで構成し
てスパッタを実施した。基体上に得られた薄膜は純度９
９．９％以上のＳｉＯ□からなり、極めて高純度で不純
物による着色が発生しない等の特性が優れたものであっ
た。

比較例１ カソードおよびアノードのカバーがＭｇ含有ＡＡ合金で
構成される以外は、実施例１と同様にして薄膜を形成し
た。得られた薄膜のＳｉＯ□の純度は９２．８％で、不
純物である７、２％の八１およびＭｇにより汚染されて
いた。このため透明性が著しく悪いなど特性が劣るもの
であった。

実施例３ カソードカバーおよびアノードカバーとして、プラズマ
に接触する部分にモリブデン板を貼り付Ｇノだものを使
用する以外は実施例Ｉと同様にしてスパッタにより薄膜
を形成した。得られた薄膜の５ｉＯｚの純度は９８．３
％で、不純物である１、７％のモリブデンで汚染されて
いたが、実用上問題のない汚染レベルであった。

〔発明の効果〕

本発明のスパッタ装置によれば、プラズマ発生用電極ま
たは該電極のカバーの材料がターゲットと同一元素から
なる材料で構成されているので、スパッタされたり蒸発
してプラズマ中に混入しても、形成される薄膜を汚染す
ることがない。または、電極または電極カバーが低スパ
ッタ率で高融点の材料により構成されているので、スパ
ッタや蒸発が起り難く、同様に形成される薄膜を汚染し
難い。よって、高純度で特性の優れた薄膜を形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のスパッタ装置の一実施例を表わす。 ３、カソードカバー ５．７ノードカパー ７、ターゲット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電極カバーを備えた、１対のプラズマ発生用電極を
   有するスパッタ装置において、前記電極カバーおよびプ
   ラズマ発生用電極の少なくとも１部が、１種または２種
   以上の元素からなるターゲート材料の少なくとも１種ま
   たは低スパッタ率で高融点を有する元素からなる材料に
   より構成されていることを特徴とするスパッタ装置。